[發明專利]一種秸稈氣化余熱利用的方法

無效

• 申請號: 200910095187.7
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN101704692A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 寧平;殷在飛;瞿廣飛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C05F17/02
• 分類號: C05F17/02
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所 53112
• 代理人: 程韻波

一、技術領域

本發明涉及一種秸稈氣化余熱利用的方法，屬于秸稈生產能源領域及秸稈氣化 余熱利用技術領域。

二、背景技術

世界性的能源危機、環境污染以及生態平衡的破壞，使人類認識到不能無節制地 向自然界索取能源，而應盡快建立能源利用的平衡機制。在世界范圍內，人們已達成 共識：以高新技術開發和利用生物質能源，是補充能源與解決環境問題的重要途徑之 一。所以，生物質利用技術的研究與開發，受到世界各國政府與科學家的關注。近期 國內外學者的研究方向主要是利用農作物秸稈等生物質能的轉化利用，其中生物質氣 化技術的研究更為活躍。

生物質氣化技術是生物質在氣化爐中進行氣化反應，生成生物質燃氣。生物質氣 化技術主要的設備是氣化爐。公知的氣化爐有(1)上吸式固定床氣化爐；(2)下吸式 固定床氣化爐。

上吸式固定床氣化爐：生物質由上部加料裝置裝入爐本體，然后靠自身重力自上 而下，與向上流動的熱煤氣接觸，相繼經過干燥蒸發層、干餾層、還原層、氧化層最 后留下灰渣，由爐箅下方排出，空氣從爐箅下方送入，通過爐箅的間隙均勻地進入灰 渣層被預熱，然后與生物質接觸發生氣化反應，產生的煤氣相繼通過還原層、干餾層 和蒸發層，由上部引出口排出。上吸式固定床氣化爐其特點是煤氣的流動方向與物料 方向是逆向的，煤氣所帶的熱量被干餾層和蒸發層利用，出口煤氣溫度低，熱效率較 高；但從生物質中分解出來的焦油幾乎全部帶出爐外，煤氣中焦油含量很高，需要一 套污水和焦油處理裝置比較麻煩。

下吸式固定床氣化爐：生物質流向與上吸式相同，而空氣是從上部和喉管區加入， 在喉管區發生氣化反應，生成的煤氣與上部干餾層、蒸發層產生的水分、焦油等一起 通過氣化層和灰層，從下部吸出。其特征是煤氣與生物質流向相同，熱解產物通過幟 熱的氧化層，水分與碳作用生成水煤氣，焦油被分解，所以，下吸式煤氣熱值較高， 焦油含量較低，凈化系統較簡單，但出口燃氣溫度較高，燃氣溫度高達500∽600℃， 熱效率較低。在當前高度重視環境保護情況下，采用下吸式氣化爐較好。

如能將下吸式氣化爐產生的生物質燃氣的余熱充分利用起來，實現低位熱能利用， 為當前農村正興起以牛、馬、豬牲畜糞便為主要原料的沼氣發酵產氣技術，提供穩定 的熱源，形成秸稈氣化與沼氣發酵聯合裝置，具有較高的經濟效益，同時消除農村污 染源。

三、發明內容

本發明提供一種秸稈氣化余熱利用方法，將農作物秸稈利用氣化技術轉化為生 物質燃氣，供農戶使用，同時將氣化產生的余熱供沼氣發酵使用，提高沼氣轉化效果， 以達到農作物能源綜合利用的目的。

本發明通過以下技術方案實現。

本發明流程框圖如圖1

將30-35℃的水通過水換熱器、除塵器和下吸式氣化爐，與500-600℃的高溫生 物質燃氣逆流換熱，水溫提高至45-50℃，燃氣溫度降至35-40℃，45-50℃的熱水又 通過發酵物料換熱器，將熱量傳給發酵物料，發酵裝置的發酵物料溫度提高至35-40 ℃，水溫降至30-35℃，用循環泵返回氣化裝置，建立冷熱水循環。

本發明其特征在于傳熱介質為易得的水，并由帶夾套的下吸式氣化爐、帶夾套 的除塵器和列管換熱器組成的換熱整體裝置，可將生物質燃氣帶出的顯熱全部回收。

本發明的特征在于將氣化裝置回收的熱能傳給發酵裝置，可以穩定保持發酵裝置 在35∽40℃范圍內的中溫發酵。發酵裝置可以是全濕式發酵或全固體發酵，形成秸稈 氣化與沼氣發酵聯合裝置。

本發明的優點是：

1.穩定供給低位熱能。如果將一個供100戶用氣的秸稈氣化集中供氣系統的余熱 利用起來，可以將一個處理每日10噸牛、馬、豬牲畜糞便的沼氣發酵裝置的溫度從常 溫提高到35至40℃，進行中溫發酵，沼氣產量提高一倍以上，供氣用戶可達200戶 以上。

2.生物質燃氣與沼氣混合使用，提高生物質燃氣熱值，優勢互補，燃氣有較高的 經濟效益。

3.消除農村污染源，環境效益顯著。

四、附圖說明

圖1是本發明工藝流程圖。

五、具體實施方式：

實施例1以秸稈氣化與全濕式沼氣發酵為例。

處理能力：秸稈氣化2噸秸稈/日，濕式沼氣發酵10噸牛糞/日，混合產氣量 8000-10000m³/日。